Электроусилитель руля принцип работы: Электроусилитель рулевого управления (EPS): устройство и принцип работы

Электроусилитель руля: принцип работы

Повальное внедрение электроники во все системы и узлы автомобиля не обошло и рулевое управление. Так появился электроусилитель руля (ЭУР), который существенно превосходит гидроусилитель по удобству и точности управления, безопасности и экономичности.

Блок-схема работы ЭУРСостав системы ЭУР

В состав системы входит электродвигатель, сервопривод, датчики крутящего момента и угла поворота руля, блок управления. Опционно может устанавливатья датчик скорости вращения руля. Электродвигатель – современный, бесщеточный. Конструкция сервопривода может быть различной, в зависимости от типа автомобиля (об этом ниже). Датчик крутящего момента – основной датчик системы. В разрез рулевого вала встраивается торсион. Элементы датчика устанавливаются на разных его концах. Принцип его работы может быть различным (например, магнитный или оптический).

Устройство датчика крутящего момента ЭУРБлок управления ЭУР

При повороте рулевого колеса происходит закручивание торсиона. Чем больше усилие – тем больше закручивается торсион. По величине изменения взаимного положения частей датчика оценивается величина приложенного усилия. Угол поворота руля также измеряется соответствующим датчиком. Кроме этого, блок управления получает данные о скорости автомобиля от системы ABS и об оборотах двигателя от контроллера. На основании этих параметров ЭБУ рассчитывает значение необходимого вспомогательного усилия на руле и подает на электродвигатель питание нужной величины и полярности. Электродвигатель через сервопривод либо вращает рулевой вал, либо перемещает рейку.

Содержание статьи

Конструкция ЭУР

Вариантов конструктивного исполнения узлов ЭУР существует множество. Для примера рассмотрим электроусилители, производимые одним из лидеров рынка компанией ZF под маркой Servolectric. В зависимости от типа автомобиля различаются и применяемые ЭУР. На субкомпактных и компактных легковых автомобилях усилители устанавливаются на рулевую колонку, на автомобилях среднего класса вспомогательное усилие передается на рейку с помощью дополнительной шестерни, а на внедорожниках и легких коммерческих машинах применяется так называемая “параллельноосевая” (paraxial) конструкция.

ЭУР для компактных автомобилейЭУР на рулевой колонке

На легких автомобилях большое усилие от ЭУР не требуется, поэтому и электродвигатель, и сервопривод получаются настолько компактными, что легко умещаются под рулем в салоне автомобиля. Заодно там же размещаются и датчики. Таким образом, вся конструкция надежно защищена от пыли, грязи и высоких температур подкапотного пространства, что благоприятно сказывается на надежности.

ЭУР для автомобилей среднего классаПривод ЭУР с двумя шестернями

На среднеразмерных автомобилях устанавливается ЭУР с двумя шестернями. Через одну шестерню на рейку передается усилие от руля, а через другую – вспомогательное усилие от электромотора.

Чтобы создать большое дополнительное усилие применяется ЭУР параллельноосевой конструкции. Для преобразования вращательного движения электродвигателя в линейное перемещение рулевой рейки используется зубчатоременной привод и механизм “винт – гайка на циркулирующих шариках”. Гайка, вращаемая зубчатым ремнем, через шарики перемещает ось рейки. Шарики циркулируют по резьбе, возвращаясь через специальный канал в гайке.

ЭУР для внедорожников и минивеновУстройство параллельно осевого привода

При любом конструктивном исполнении в случае поломки водитель может продолжать безопасно управлять транспортным средством благодаря наличию механической связи между рулем и управляемыми колесами.

Возможности и премущества ЭУР

Главными преимуществами электроусилителя по сравнению с гидроусилителем являются экономичность и надежность. ЭУР не отбирает мощность у двигателя, что позволяет экономить от 0,4 л до 0,8 л на 100 км в зависимости от режима движения. Это, в свою очередь, снижает выбросы углекислого газа от 10 до 20г/км. ЭУР вступает в работу только при вращении руля, при движении по прямой он не потребляет энергии.

Конструктивно электроусилитель компактнее и легче гидроусилителя и не требует обслуживания. Работа электроусилителя отличается более низким уровнем шума. Стоимость ЭУРа ниже, однако его ремонт обойдется гораздо дороже, потому что при поломке вышедшие из строя узлы меняются целиком.

Электронная “сущность” ЭУР наделяет его широкими возможностями по настройке значения вспомогательного усилия в зависимости от условий движения и типа транспортного средства. Чем выше скорость – тем меньше усилие и “тяжелее” руль. При желании водитель может отключить ЭУР от датчика скорости кнопкой на панели приборов. В этом случае руль постоянно “легкий”, что облегчает вождение в городских условиях. Одна и та же модель электроусилителя может быть легко программно перенастроена для разных моделей автомобилей. ЭУР обладает функциями автовозврата руля в “ноль” и автоматического удержания колес в среднем положении (например, при разном давлении в шинах).

Интеграция с другими электронными системами автомобиля позволяет использовать ЭУР для:

• стабилизации автомобиля, например, при резком объезде неожиданно возникшего препятствия;
• удержания автомобиля на полосе движения;
• помощи при парковке.

☰Устройство, разновидности и принцип рыботы электроусилителя руля

Поведение руля — возврат в нейтральное положение, отклик, информативность — зависит от конструкции и состояния системы рулевого управления, а также типа усилителя руля.

Сегодня популярны два типа усилителей — гидравлические и электрические, у которых примерно одинаковое количество поклонников.

Электроусилитель руля — это электромеханическая система, которая состоит из:

• электродвигателя — синхронный или асинхронный;
• программируемого блока управления (ЭБУ) — Собирает показания датчиков и рассчитывает нужное усилие;
• датчика крутящего момента — оценивает величину крутящего момента на руле. Устанавливается на концах торсиона в рулевом валу. Бывает оптический, магниторезистивный, индуктивный;
• датчика угла поворота руля;
• датчика механической передачи.

Как работает электроусилитель

Чем сильнее водитель поворачивает руль, тем больше закручивается торсион. Показатель приложенного усилия считывается датчиком крутящего момента. Одновременно датчик угла поворота руля считывает степень отклонения рулевого колеса относительно нейтрального положения, а датчик скорости передает показания о скорости автомобиля. Эти данные поступают в электронный блок управления, который рассчитывает усилие на руле и передает на электродвигатель ток нужной силы.

Например, вам нужно выехать с парковочного места. Скорость авто при этом нулевая, вы интенсивно и на большой угол поворачиваете руль — ЭБУ считывает показания датчиков и подает в электродвигатель ток большей силы, чтобы преодолеть сопротивление от дороги и помочь вам вывернуть колеса припаркованного автомобиля.

Электроусилитель руля: преимущества и недостатки

Недостатки электроусилителей обуславливаются их конструкцией и местом расположения. Электроусилитель может быть интегрирован в рулевую колонку или встроен в рулевую рейку.

Колонка с EPS — самая дешевая вариация, устанавливается на бюджетных легковых автомобилях. Основные недостатки связаны с конструкцией узла: вращающийся ротор определенной массы невозможно остановить мгновенно — появляется паразитный момент инерции. Плюс, червячная передача повышает потери на трение. В результате руль становится неинформативным, а сопротивление возрастает, и убрать эти недостатки невозможно. Поэтому водители, пересевшие с автомобилей с ГУР на авто с ЭУР в рулевой колонке, не в восторге от электроусилителя. Механическая рейка — одновременно преимущество и недостаток: с одной стороны, конструкция сухой рейки максимально простая. С другой, сухая рейка может корродировать до предела, не подавая признаков неисправностей. Ремонт рейки с ЭУР включает диагностику, устранение неисправностей в механической и/или электронной части. В некоторых случаях рационально купить рулевую рейку с EPS.

Рулевая колонка с электроусилителем

Электроусилитель, интегрированный в рейку:

• С червячным приводом. Электромотор расположен рядом с зубчатым сектором рейки и приводит в движение червячную передачу. У этих электроусилителей такие же недостатки, как и у встроенных в рулевую колонку, — потери на инерцию и трение. Так как узел интегрирован с рейкой, ремонтировать его сложно и дорого.
• С двойным (параллельным) приводом. Электромотор расположен на противоположном конце от рулевого вала. Один привод — стандартный зубчатый сектор, как в любой рейке. Во втором приводе винтом выступает резьба на штоке — вращение от электромотора передается через червячную передачу. В этом случае присутствуют удвоенные потери на трение из-за второго зубчатого сектора, поэтому ремонтировать такой ЭУР сложнее и дороже.
• Вал-муфта. Самая удачная конструкция электроусилителя. Вал рейки проходит непосредственно через электродвигатель, объединенный с рулевым механизмом. Вместо червячной передачи в приводе применяется шариковый подшипник — шарики передают вращение. Благодаря особой конструкции электродвигателя потери на трение и инерцию в таком ЭУР минимальны, а информативность и усилие на руле оптимальны.

Электроусилитель с параллельным приводом и червячной передачей

Электроусилитель с параллельным приводом вал-муфта

Несмотря на сложность узла и существующие недостатки, почти половина современных автомобилей оснащены электроусилителями.

Владельцы автомобилей с электроусилителем выделяют несколько весомых преимуществ:

• Экономия топлива. ЭУР начинает работать, только когда водитель поворачивает руль: усилие, приложенное к рулю, а также сопротивление колес при повороте закручивают торсион — это сигнал для усилителя включиться. При нейтральном положении руля электроусилитель не работает, не потребляет энергию и не крадет мощность у двигателя — это позволяет экономить до 1 л топлива на 100 км. 
• Хороший отклик руля. На высоких скоростях ЭУР работает точно, на низких — плавно. Блок управления получает сведения от нескольких датчиков и рассчитывает усилие на основании этой информации.
• Возможность настроить дополнительные функции.
• Компактность.
• Простая конструкция: нет насоса, бачка, шлангов и трубок, уплотнительных элементов, которые нужно систематически менять.
• ЭУР не требует обслуживания.

Вместе с развивающимися технологиями совершенствуются и электроусилители: разработчики устраняют проблемы в программной части, ищут оптимальные конструкции, способы расположения и взаимодействия узлов рулевого управления. С другой стороны, гидроусилитель более предсказуемый и привычный для большинства водителей, да и обслуживать ГУР не так уж сложно.

Принцип работы электроусилителя руля

Автоликбез7 сентября 2016

Борьба за повышение комфорта при управлении автомобиля ведется с момента его изобретения. Сначала поворот руля облегчался путем увеличения размеров самой баранки и за счет внедрения шестерёнчатой передачи. Затем появились гидравлические усилители (ГУР), а в последнее время приводы – помощники стали электрическими (ЭУР). Чтобы понять разницу между ними, стоит изучить принцип работы электроусилителя руля.

Принцип действия ЭУР

Электрический узел, чья задача – облегчить вращение рулевого колеса, состоит из следующих элементов:

• электродвигатель асинхронного типа;
• механический привод, соединяющий его с рулевым механизмом авто;
• собственный блок управления с датчиками.

В малолитражках, где требуется небольшое усилие для поворота колес, блок ЭУР небольших размеров устанавливается под приборной панелью. В автомобилях среднего класса электроусилитель руля под торпедо уже не поместится, а потому выносится в подкапотное пространство. В обоих случаях привод электродвигателя связан с валом рулевой колонки.

При управлении легковыми автомобилями больших размеров и тяжелыми внедорожниками нужно развивать большее усилие, чтобы поворачивать колеса. Поэтому в них задействован привод ЭУР, работающий напрямую с рулевой рейкой. Независимо от места расположения электродвигателя и его подключения к механизму, принцип работы электроусилителя руля остается неизменным. Он заключается в автоматическом включении электропривода и передаче дополнительного усилия на механизм при повороте водителем рулевого колеса. Величина крутящего момента, создаваемого усилителем, зависит от трех параметров:

• Угла поворота. Он измеряется датчиком, встроенным в рулевую колонку.
• Усилия на руле. Определяется специальным датчиком в виде скручивающегося торсиона, имеющего механическую связь с валом. Чем сильнее скручивается торсион, тем большее усилие развивает двигатель.
• Скорости движения. Эта информация поступает от контроллера, а он ее берет от датчика скорости.

Основываясь на этих показаниях, электронный блок управляет электроприводом в соответствии с ситуацией. При малой скорости движения, сильном скручивании торсиона и большом угле поворота (режим парковки или разворота) агрегат усилителя выдает максимальную мощность. Во время движения по прямой особой помощи водителю не требуется, потому ЭУР подключается минимально.

О дополнительных функциях электроусилителей

Устройство электроусилителя руля задумано таким образом, чтобы при необходимости электродвигатель мог поворачивать колеса автомобиля как одновременно с водителем, так и самостоятельно. Это дает простор для реализации дополнительных функций:

• автоматическое «подруливание» с целью удержания машины на прямой траектории;
• возврат колес в прямое положение после совершения маневра, ЭУР может это делать, когда водитель отпускает баранку после выполнения поворота;
• создание «тяжести» на рулевом колесе при разных режимах движения, чтобы сделать руль информативнее;
• выполнять автоматическую парковку без участия водителя.

В то же время ЭУР не препятствует прямому управлению колесами при заглушенном двигателе или поломке, механическая связь между ними и баранкой сохраняется.

Плюсы и минусы системы ЭУР

Электроусилители при работе развивают слабый крутящий момент по сравнению с тем, как работает усилитель гидравлический. Из-за этого их применяют только на легковых авто, грузовые по-прежнему оснащаются гидравликой. Это единственный существенный недостаток систем ЭУР среди множества достоинств:

• Благодаря электроприводу такие усилители довольно надежны и практически не нуждаются в обслуживании.
• Простота. Нет никаких ремней, насосов и гидравлических жидкостей.
• Снижение расхода бензина до 200 грамм на 100 км по сравнению с усилением от ГУР, поскольку ЭУР не отнимает энергию силового агрегата через ременную передачу.
• Возможность менять настройки и величину усиления в разных режимах езды.

К плюсам электроусилителей можно прибавить и компактность, потому что все элементы размещены в одном блоке. Но и в случае поломки менять придется весь блок, что обойдется недешево.

Электроусилитель руля: принцип работы, устройство, недостатки

Усилитель рулевого управления необходим для того, чтобы водителю было легче вращать рулевое колесо во время движения. Электроусилитель руля компенсирует приложенные усилия, создавая дополнительный момент, что дает возможно вращать руль, стоя на месте.

Несмотря на то что в большинстве нынешних машин стоит гидравлический усилитель, чем дальше шагает автомобилестроение, тем чаще на машине можно встретить электроусилитель рулевого управления.

В сравнении с гидравлическим, устройство электрического имеет такие преимущества:

• Простота регулировки: все делается с помощью компьютера.
• Руль более информативен для водителя.
• Отсутствует гидравлика как таковая, что обеспечивает высокую надежность.
• На вращение руля затрачивается меньше энергии автомобиля, расходуется меньше топлива.

Электрический усилитель руля имеет еще одно важное преимущество перед гидравлической системой – возможность создания разных систем безопасности: курсовой устойчивости, автоматическое рулевое управление, помощник движения по полосе и др.

Теперь разберем подробнее принцип работы электроусилителя руля.

Устройство механизма

ЭУР может иметь устройство с разными вариантами компоновки:

1. В механизме присутствует рулевая рейка, которая воспринимает усилие.
2. Электродвигатель передает усилие на вал руля.

Наиболее часто в автомобилях применяется ЭУР с наличием рейки. Встречается конструкция механизма с параллельным приводом, в котором есть две шестерни. Классическая конструкция рейки включает в себя электрический двигатель, механическую передачу и бортовой компьютер, который управляет всем этим. Устройство технически объединяет механическую часть с электрической в едином блоке. Принцип работы электроусилителя руля основывается на работе асинхронного электрического двигателя.

Принцип работы

Внутри блока механическая передача необходима для передачи того усилия, который создает ЭУР к рейке рулевого механизма. Внутри же электрического составляющего одна шестерня передает усилие от механизма к колесу, а другая от электромотора усилителя. Устройство здесь таково, что рейка имеет специальные выступы и зубья, которые потом приводят в движение колеса машины. Если же в вашей машине используется ЭУР с параллельным приводом, что также бывает нередко, то здесь вращательный момент передается с помощью ремня и винтового механизма. Здесь все немного сложнее с технической точки зрения, но не менее надежно.

Помимо всего этого, важно отметить, что здесь присутствуют еще и электронные датчики. Устройство электроники основано на работе двух датчиков: угла поворота руля и датчике крутящего момента на валу рулевого колеса. Электроусилитель руля, помимо этого, так же использует информацию от системы АБС и от бортового компьютера. Обработав полученную информацию, система анализирует происходящее и определяет, каким способом воздействовать на руль.

Режимы работы усилителя

ЭУР может осуществлять свою работу в таких режимах:

• Вращение рулевого колеса в обычных условиях.
• Движение на малой скорости.
• Подруливание на больших скоростях.
• Поддержание руля в ровном положении.

Основываясь на данных, полученных от датчиков и вспомогательных систем, усилитель решает, насколько увеличивать крутящий момент на валу рулевой рейки. Крутящий момент передается через специальный торсион к механизму. Количество этого момента меряется, основываясь на показания датчиков, о которых мы говорили выше.

Бортовой компьютер подает к рулю определенное количество крутящего момент, так как в разной ситуации его требуется разное количество. В зависимости от необходимости, электродвигатель увеличивает или уменьшает силу тока, что отражается на усилии, прилагаемом к рулю. Из этого следует, что поворот колес осуществляется за счет суммарного усилия электродвигателя и мышечной силы человека.

Когда водитель паркуется и ему нужно повернуть колеса на месте, то электродвигатель увеличивает силу тока, увеличивая крутящий момент. Максимальный крутящий момент соответствует легкости вращения рулевого колеса. Такой режим называется обычным. Если же машина едет очень быстро и водителю необходимо лишь перестраиваться из полосы в полосу, подруливать по ходу движения, то здесь устройство не увеличивает крутящий момент, и водитель практически вручную вращает руль. Минимальное усилие электромотора на большой скорости крайне необходимо для обеспечения безопасности движения. Слишком чувствительный руль может привести к вылету в кювет.

Эксплуатация в городском режиме

Когда водитель большую часть времени ездит в городе, будет удобнее, если после поворота руль самостоятельно будет возвращаться в прямое положение. Так называемый активный возврат колес значительно упрощает вождение при интенсивном маневрировании. Если же предстоит длительное движение по прямой, то здесь поможет функция стабилизации. Она может автоматически поддерживать колеса в прямом положении – это актуально при неправильном развале-схождении колес или боковом ветре.

Нередко в электрических усилителях, специально созданных для переднеприводных автомобилей, предусмотрена программа, которая компенсирует увод машины, если были установлены приводные валы разной длины. В современных машинах электрика вовсе работает независимо от водителя – сама подруливает и возвращает колеса, помогает правильно парковаться.

назначение, принцип работы и устройство

Появление электропривода в конструкции усилителей рулевого управления автомобилей было неизбежным. Гидравлика во многом хороша, но некоторые её недостатки были непреодолимы, да и развитие систем сильно тормозилось сложностями их сопряжения с лавинообразно внедряемыми цифровыми технологиями.

Содержание статьи:

Всё решилось, как только появились недорогие, компактные и надёжные датчики, электродвигатели, электронные блоки цифрового управления с достаточной памятью для размещения быстродействующих алгоритмов обработки.

Для чего в машине электрический усилитель руля

Обеспечение удовлетворительного усилия на рулевом колесе – это только одна сторона задачи, с которой справляются усилители руля на разных принципах построения.

Существует несколько дополнительных функций, выполнение которых способен обеспечить именно ЭУР:

• переменный коэффициент усиления в зависимости от скорости движения или иных условий;
• передача водителю сигналов обратной связи по усилию на рулевом колесе;
• исправление неверных действий водителя при помощи увеличения сопротивления повороту руля;
• элементы автономного управления автомобилем.

Электронный блок усилителя интегрируется в общую систему контроля над автомобилем, что обеспечивает взаимодействие с прочими узлами, регулирующими тяговое и тормозное усилия, получение сигналов от датчиков, не имеющих непосредственного отношения к рулению.

Как устроен ЭУР

Всё устройство подразделяется на электрическую и механическую части, связь между которыми производится через датчики и электромотор с редуктором.

Читайте также: Что такое седан, виды и классы популярного кузова автомобиля

В состав входят такие элементы:

• исполнительный сервопривод, состоящий из электродвигателя и редуктора, который нужен из-за достаточно высоких оборотов вала электрического мотора;
• блока управления, имеющего входы от датчиков, внешних устройств и выходы на силовой двигатель;
• датчиков, вырабатывающих сигналы направления поворота руля, усилия на рулевом валу и скорости его вращения.

Питание ЭУР получает от бортовой сети автомобиля, при отключении электроники из-за неисправности рулевой механизм продолжает работать, но уже без усиления.

Принцип работы

В исходном состоянии электродвигатель не работает, энергия не потребляется. Блок управления следит за сигналами датчиков и в случае обнаружения действий со стороны водителя начинает управлять электродвигателем.

Чем сильнее закручен торсионный датчик момента на рулевой колонке, тем большее усилие создаётся со стороны сервопривода, что компенсирует отдачу от рулевой трапеции на руки водителя. Отслеживается направление поворота, скорость действий водителя и угол отклонения управляемых колёс.

В режиме парковки, когда скорость мала, усиление должно быть максимальным, руль можно вращать с большой скоростью на значительные углы, не встречая сопротивления.

Статья по теме: Что такое универсал и как его отличить от других кузовов автомобилей

Однако с ростом скорости руль должен тяжелеть, с одной стороны предупреждая водителя о недопустимости резких движений, а с другой – обеспечивая важную обратную связь по усилию, позволяющую контролировать сцепление колёс с дорогой.

ЭУР должен отслеживать возврат колёс в нейтральное положение, не всегда возможный при большом трении в механизмах. Причём эта функция работает не постоянно, в парковочных режимах возврат и переменное усиление не требуются.

Наоборот, при взаимодействии с системой стабилизации энергичный самовозврат необходим для курсовой стабилизации автомобиля, даже если водитель потерял управление. Выполняются и упреждающие действия, подобные тому, как опытный водитель выводит машину из заносов и сносов.

При автономном управлении ЭУР становится исполнительным механизмом для функции отслеживания разметки, автоматического объезда препятствий и адаптивного круиз-контроля в поворотах. Через него могут передаваться предупреждающие сигналы в виде толчков и вибраций.

Типы конструкции

Сервопривод ЭУР может встраиваться в рулевую колонку или непосредственно в рулевой механизм. Первое решение используется на лёгких бюджетных автомобилях, а второе на более массивных или спортивных.

Непосредственная связь с рулевой рейкой обеспечивается отдельной винтовой, червячной или шестерёнчатой передачей, отдельно от пары шестерня-рейка рулевого вала.

Это интересно: Как работает система распределения тормозного усилия EBD

Таким образом можно передавать значительное усилие и делать это максимально точно. Но и цена устройства возрастает.

Схема

Электросхема ЭУР включает в себя блок управления, разъём с фазовыми контактами электродвигателя, два разъёма датчиков момента и положения, кабель питания, соединённый с основным монтажным блоком автомобиля, интерфейсный разъём для связи с контроллерами прочих систем и приборной панели.

Входными сигналами выступают:

• датчик скорости автомобиля;
• датчик направления поворота руля;
• тензометрический датчик момента на рулевой колонке;
• датчик скорости вращения рулевого вала там, где эта информация используется;
• двунаправленный сигнал диагностики;
• сигнал тахометра;

Выход блока работает непосредственно на фазовые обмотки двигателя, обычно асинхронного. Питание поступает по двум контактам, от замка зажигания и от клеммы аккумулятора, через установленный в монтажном блоке мощный предохранитель.

Отдельная стабилизированная цепь питания датчиков формируется в блоке управления.

Основные неисправности электроусилителя руля

Неполадки могут быть чисто механическими или электрическими. Блок управления при каждом включении проводит самодиагностику и при обнаружении отказов выдаёт сигнал на включение контрольной лампы, фиксируя один из многочисленных кодов ошибки, который можно считывать диагностическим прибором.

Для снижения вероятности полного отказа многие функции продублированы.

Наиболее частыми причинами неисправности могут стать:

• отказы датчиков ЭУР;
• неполадки силового электродвигателя;
• износ, люфты и подклинивания в системе редуктора и непосредственного привода рулевой рейки из-за ударных нагрузок и вибраций;
• сбои и ошибки в программном обеспечении ЭУР;
• нарушение калибровок датчиков;
• нарушение питания ЭУР, перегорание предохранителя, окисление и механическое разрушение проводки и контактов.

Ремонт ЭУР требует квалифицированного вмешательства и вряд ли возможен своими силами.

Потребуется электронное оборудование и заводская технологическая документация, вопросы безопасности заставляют производителей максимально ограничивать возможность постороннего доступа.

Преимущества и недостатки устройства

Для бюджетных исполнений основным преимуществом выглядят низкая цена и малая масса электроусилителей.

Несмотря на принципиальную сложность, в массовом производстве электронные компоненты гораздо дешевле гидравлики, а электрические сервоприводы давно стали компактными, надёжными и мощными.

1. Отсутствие гидравлических элементов увеличивает долговременную надёжность, исключены утечки и не требуется гидронасос с прецизионными деталями.
2. ЭУР экономичен, поскольку его узлы работают только тогда, когда в них есть потребность.
3. Устройство компактно, его можно размещать прямо в салоне на рулевой колонке.
4. Точность управления и наличие дополнительных возможностей доступны только электронике.
5. Электромеханические узлы не требуют никакого обслуживания при эксплуатации.
6. Легко организуется внешнее управление.

Однако, есть и недостатки:

1. Достаточно затратным станет увеличение мощности усилителя в применении на тяжёлых автомобилях.
2. Приборы более чувствительны к влаге, чем тот же гидроусилитель.
3. Информативность рулевого управления носит искусственный характер и достаточно тяжело поддаётся оптимизации во всех режимах.
4. Электронные компоненты подвержены сбоям и влиянию помех.
5. Низкая ремонтопригодность, обычно узлы меняются в сборе.
6. Склонность к перегреву электродвигателя.

Тем не менее, электропривод постепенно вытесняет гидравлику, хотя этот процесс идёт медленно, иногда вызывая появление гибридных электрогидравлических конструкций. Но будущее явно за ЭУР.

Принцип работы электроусилителя руля — Другие статьи — Статьи

Главной задачей электроусилителя руля (ЭУР) является облегчить работу водительских рук на затяжных поворотах и при выполнении сложных маневров на парковке, а также дать возможность водителю легче и меньше вращать баранку. К тому же это устройство сводит до минимума удары, которые передаются на руль во время наезда на ямы и прочие неровности на дороге.

Сначала усилитель баранки был гидравлическим (ГУР). Придумал его американец Фиттс еще в ХІХ веке. Саму технологию запатентовали в штате Пенсильвания в 1900 году. Первый ГУР был установлен на грузовик весом в 5 тонн. Во время Второй Мировой войны армия Америки и Британии активно пользовались рулевым усилителем. В Европе такое устройство появилось на автомобиле Citroen DS19.

Систему электроусиления начали применять совсем недавно. Первый серийный автомобиль с электроусилителем руля в 1988 году стал Suzuki Cervo. Сегодня почти все компании выпускают автомобили с электрическим усилением рулевого колеса. Принцип работы электроусилителя руля такой. Он крепиться к рулевому валу и соединяется с устройством, регистрирующее крутящий момент (а точнее его величину).

Во время вращения руля вал скручивается и начинает работать подобно торсиону. Специальный датчик производит фиксацию этой деформации. Электронный блок управления, суммируя данные датчика, число оборотов коленвала и показателя скорости, определяет нужное усиление и подает электродвигателю усилителя соответствующий сигнал.

ЭУР имеет ряд преимуществ перед ГУР. Во-первых, такая система проще в обслуживании и не нуждается в постоянном контроле над уровнем жидкости.

Он намного легче и более компактный. Его проще настроить. Электроусилитель почти не влияет на расход бензина, поскольку включается лишь при вращении баранки, а гидравлический насос работает постоянно.

Единственный недостаток ЭУРа – это его маломощность, которая ограничивается мощностью генератора. Потому электроусиление ставиться только не легковые автомобили, а на грузовые машины ставят ГУР.

Электроусилитель руля: принцип работы

Приветствую вас друзья на сайте ремонт авто своими руками. Со дня появления первого авто было разработано несколько систем рулевого управления.

Электроусилитель руля

Основной задачей разработчиков всегда было создание надежной системы, способной упростить вращение рулевого колеса, что бы поездки были максимально комфортными. Одним из таких узлов стал электроусилитель руля.

Назначение, преимущества и недостатки электроусилителя

ЭУР появился недавно, намного позже хорошо известного и проверенного временем гидроусилителя рулевого колеса. Его задача аналогична – облегчить вращение руля, но принцип действия уже другой.

Если в первом случае основную функцию несла специальная жидкость ГУР, то в здесь роль «помощника» берет на себя электрический привод.

С момента появления система все время совершенствовалась. При этом год за годом электроусилитель берет «бразды правления» в свои руки и постепенно вытесняет ГУР.

В чем же преимущества электроусилителя руля? Их несколько:

• Выставлять параметры рулевого управления намного проще;
• руль стал лучше реагировать на движения водителя;
• повысился уровень надежности. Это связано с тем, что работоспособность системы уже не зависит от объема и качества специальной жидкости;
• снизился расход топлива.

Казалось бы, какая может быть закономерность. Все просто. С появлением электрического привода энергии стало расходоваться меньше, соответственно «прожорливость» авто снизилась в среднем на 0,5 литра (из расчета на «сотню»).

Но, несмотря на свои качества, ЭУР имеет и ряд минусов:

• электрогенератор имеет ограниченную мощность, что отражается на работе всей системы. Как следствие, установка электопривода возможна только на легковых авто. Для грузовых машин или внедорожников такой тип усилителя не подойдет – он будет малоэффективен;
• низкая информативность рулевого колеса (объяснить это можно недостаточным обратным усилием). Справедливости ради, аналогичный недостаток имеет и «старший брат» — гидроусилитель руля.

С появлением электроусилителя у разработчиков появилась масса возможностей при разработке более современных систем, к примеру, автоматической парковки, системы курсовой устойчивости и так далее.

Электроусилитель руля-принцип работы и устройство

Сегодня есть два варианта работы электроусилителя:

1. в первом случае электромотор воздействует на вал системы рулевого управления;
2. во втором случае электромотор передает усилие на рулевую рейку.

Благодаря своей эффективности, вариант с передачей усилия на рулевую рейку обрел большую популярность и применяется чаще всего.

Так же в обиходе можно встретить другое название такой системы – электромеханический усилитель. Конструктивно он представляет собой усилитель руля, привод и две шестеренки.

Устройство электроусилителя руля, собирается из нескольких основных узлов в них входят – системы управления, передачи механического типа и электромотора.

Вся система находится в одном кожухе, что упрощает эксплуатацию и ремонт если вдруг возникнут какие либо нарушения в системе. В качестве основного механизма применяется электродвигатель асинхронного типа.

Задача механической передачи – передать крутящий момент от асинхронного мотора к рулевой рейке. При этом особенность электроусилителя, который имеет пару шестерен в том, что одна шестеренка передает вращение на рулевую рейку от руля, а вторая – от электрического привода.

Благодаря этому, поворот колес возможен, как от рулевого колеса, так и от приводного механизма. Друг другу они совершенно не мешают.

Конструктивно это возможно, благодаря наличию двух участков зубцов, один из которых играет роль приводного устройства.

Принцип работы электроусилителя руля, имеющего параллельный привод, немного отличается.

Здесь основную задачу берет на себя электромотор, который посредством ременной передачи и специального механизма на основе шариковой системы передает усилие на рулевую рейку.

Так же в эту систему входит несколько основных узлов – ЭБУ, датчики и исполнительный узел.

Управляющую роль берет на себя два устройства: первый датчик контролирует крутящий момент, а второй – угол поворота руля.

Одновременно с этим ЭУР обрабатывает информацию от системы ABS (точнее, от ее датчика) и устройства, фиксирующего число вращений коленвала.

Задача «мозга» автомобиля (ЭБУ) – собрать всю текущую информацию, обработать ее и дать соответствующую команду на управляющий орган системы (электродвигатель).

Основные режимы электроусилителя руля

Не секрет, что в процессе движения авто может быть несколько режимов. Каждый из них учитывается системой, и производится точная подстройка для более надежного и четкого управления. Выделим основные этапы:

1) Допустим руль поворачивается в самой обычной ситуации. Происходит следующее. Момент вращения передается от рулевого колеса машины к торсиону, расположенному на рулевой системе.

Все основные параметры измеряются своими датчиками. К примеру, поворот руля контролирует датчик угла поворота, закрутку торсиона – датчик момента вращения коленвала.

Полученные данные собираются и вместе с информацией по оборотам коленвала и скорости движения поступают к электронному блоку управления транспортного средства.

Задача «мозгового центра» — просчитать необходимый угол поворота, который должен совершить элеткродвигатель. Как только работа выполнена, посредством изменения силы тока подается команда и на сам мотор.

После чего вращающий момент предается на рулевую рейку, тяги и колеса авто. Получается, что для поворота машины объединяется два основных усилия – электрическое и механическое.

2) Поворот колес при минимальной скорости движения производится, как правило, во время парковки. Особенность таких действий – широкий диапазон поворота руля.

В этом случае электроника гарантирует максимальный момент вращения электродвигателя, что обеспечивает ощущение еще большей легкости. Благодаря этому вращение руля даже при движении накатом становится максимально простым.

3) Поворот авто при движении на больших скоростях требует большей жесткости руля. В противном случае эффективность управления может снизиться.

Это обеспечивается за счет минимального вращающего момента, то есть электропривод лишь слегка помогает, а основное усилие прикладывает уже водитель. Такое состояние часто носит название «тяжелого руля».

4) Возврат в среднее положение. Вполне логично, что после поворота система должна помочь вернуть колеса в прежнее положение.

Это достигается, благодаря особому реактивному усилию. При этом руль как бы сам собой возвращается в исходное положение.

Большой плюс системы – удерживание колес в среднем положении, что очень актуально в случае проезда серьезных препятствий или разной накачки шин. Задача системы заключается в следующем – скорректировать среднее положение и удерживать его в течение какого-то времени.

Программно в ЭУР забита компенсация «увода» в сторону авто с передним приводом при разной длине валов.

Особого внимания заслуживают современные системы, построенные на базе электроусилителя.

К примеру, система курсовой устойчивости способна сама рулить, без участия водителя, а парковочный автопилот делает всю работу по парковке машины (снова-таки, водитель за рулем может отдыхать). Но это уже другая история.

Описанные выше преимущества ЭУР перед ГУР и особенности работы системы, делают ее более перспективной. Возможно, уже через 10-20 лет легковых машин с гидроусилителем уже и не останется.

Что касается электроусилителя для тяжелых авто, то здесь разработчикам еще есть, над чем поработать. Удачной дороги и конечно же без поломок.

Что такое гидроусилитель руля и как он работает?

По сути, гидроусилитель руля — это система, которая снижает усилие, необходимое водителю для поворота рулевого колеса. Без гидроусилителя управление большинством транспортных средств было бы чрезвычайно тяжелым, особенно во время маневров на низкой скорости, таких как выезд на парковочное место, поворот на 90 градусов в городе или маневрирование на переполненной бензоколонке.

История

Первая система гидроусилителя рулевого управления, установленная на серийном автомобиле, дебютировала в 1951 году на Chrysler Imperial, и конкуренты быстро последовали ее примеру.Усилитель рулевого управления не только сделал очевидное — позволил водителю управлять тяжелым транспортным средством с гораздо меньшими усилиями и с большим комфортом, — но также позволил инженерам улучшить реакцию рулевого управления, то есть скорость изменения направления автомобиля, когда водитель поворачивает руль.

До того, как стал доступен гидроусилитель, системы рулевого управления автомобилей были настроены таким образом, что для преодоления крутых поворотов или парковки требовалось много оборотов колеса. Это медленное переключение передач давало водителям больше возможностей противостоять большому усилию, необходимому для управления передними колесами.Но появление рулевого управления с гидроусилителем позволило инженерам увеличить передаточное число рулевого управления — насколько необходимо повернуть рулевое колесо относительно того, насколько изменится угол передних колес, — потому что дополнительное усилие рулевого управления теперь могло быть компенсировано новой системой. Фактически, это было больше, чем просто компенсация; управлять автомобилем стало почти без усилий.

Acura NSX

1994 года Дэвид Дьюхерст Автомобиль и водитель

Тем не менее, некоторые из автомобилей с лучшим управлением — чистокровные легкие спортивные автомобили — не имели усилителя рулевого управления, например Acura NSX начала 1990-х годов, Lotus Elise и Exige и Alfa Romeo 4C, который является самым популярным автомобилем. последняя оставшаяся новая машина, в которой отсутствует гидроусилитель руля.

Но эти машины обошлись без него из-за небольшого веса и относительно узких шин. И, тем не менее, крутить руль в этих машинах на остановке может быть довольно утомительно.

Гидравлический усилитель руля

Рой Ричи Автомобиль и водитель

Преобладающим типом рулевого управления с усилителем с 1950-х до начала 2000-х годов был гидроусилитель. Гидравлический усилитель рулевого управления использует, как следует из названия, гидравлическую жидкость, которая находится под давлением насоса, работающего от двигателя.Хотя он хорошо служил автомобильному миру в течение этих 50 лет, у этого типа системы есть несколько недостатков: тратится впустую энергия, поскольку насос работает непрерывно, даже когда автомобиль едет прямо и в помощи не требуется. Кроме того, гидравлическую жидкость необходимо периодически заменять, и если какая-либо из гидравлических линий дает утечку, это не только создает беспорядок, но и теряет усилитель. Однако управлять автомобилем без работы гидроусилителя по-прежнему можно.

Электроусилитель руля

Рой Ричи Автомобиль и водитель

Электроусилитель руля (EPS) — это норма для современных новых автомобилей.От рулевого колеса до рулевой рейки по-прежнему идет прочный металлический рулевой вал, который управляет колесами, но остальное — высокотехнологичное. EPS использует электродвигатель, который получает энергию из электрической системы транспортного средства для помощи в рулевом управлении. Этот электродвигатель может быть расположен либо непосредственно на рулевой рейке — такое расположение более дорогое и, как правило, используется в моделях спортивных автомобилей и автомобилей класса люкс, — либо на рулевой колонке. Датчики определяют крутящий момент или усилие, которое водитель прилагает к рулевому колесу, и компьютер решает, сколько помощи нужно добавить.В большинстве систем компьютер изменяет усилие рулевого управления в зависимости от скорости автомобиля: на парковочных скоростях рулевое управление легкое и легко поворачивается, а на скоростях шоссе усилие увеличивается, давая водителю ощущение большей устойчивости и контроля.

EPS Преимущества

Преимущества электрического ассистента многочисленны: это улучшает экономию топлива на несколько процентов, поскольку электродвигатель потребляет энергию только тогда, когда это необходимо; устраняет необходимость в упомянутом выше обслуживании гидравлической жидкости; а также предоставляет множество функций.Любая функция помощи водителю или удобная функция, которая включает в себя поворот колес без участия водителя, активируется с помощью электрического усилителя руля. Такие функции, как помощь в удержании полосы движения, автоматическая парковка и смена полосы движения, а также способность направлять автомобиль вокруг препятствий, используют способность EPS управлять самим при необходимости.

Электроусилитель руля — одна из технологий, которые сделают автомобили беспилотными.

Рулевое управление с электроусилителем также более терпимо к настройкам центровки, не соответствующих спецификациям, с использованием программного обеспечения для распознавания и компенсации тяги рулевого управления в одну сторону.Он также может автоматически адаптироваться к боковому ветру или покрытию дороги, что в противном случае потребовало бы от водителя постоянной корректировки рулевого управления. Более того, автономные, беспилотные автомобили завтрашнего дня будут полагаться на электроусилитель рулевого управления, поскольку он позволяет управлять автомобилем с помощью бортовой компьютерной системы в режиме автопилота. Некоторые системы, такие как Super Cruise от Cadillac (на фото выше пилотируется без помощи редактора C / D ), уже способны управлять собой на шоссе при определенных условиях.

Электрогидравлическое рулевое управление

Между гидравлическим и электрическим усилителями рулевого управления существует гибрид двух систем, называемый электрогидравлическим. Он функционирует как вспомогательная гидравлическая система, только гидравлическое давление создается электродвигателем, а не отводит насос от двигателя. Это избавляет от жалобы на потерю энергии, отмеченной ранее, но не включает все функции, возможные с электрическим усилителем рулевого управления. В настоящее время эту систему используют лишь несколько автомобилей, в том числе некоторые пикапы большой грузоподъемности.

Если вы хотите глубоко погрузиться в механику создания усилителя рулевого управления в гидравлических или электрических системах рулевого управления, ознакомьтесь с этим техническим объяснением Car and Driver .

Характеристики рулевого управления

Здесь, в Car and Driver, , мы оцениваем три основных характеристики рулевого управления для каждого тестируемого автомобиля: усилие, отклик и обратная связь. Два из них — усилие и обратная связь — ухудшились в ранних системах EPS, которые не воспроизводили высокоразвитое, естественное ощущение дороги, которое давали гидравлические системы.Из-за этого было трудно понять, когда шины транспортного средства теряли сцепление с дорогой и начинали буксовать.

Хотя такие энтузиасты вождения, как мы, были, что неудивительно, обеспокоены этими негативными событиями, они фактически затронули всех водителей — и до сих пор остаются. В реальном мире существует потребность в ярких ощущениях через рулевое колесо, когда транспортное средство приближается к своим пределам — скажем, когда оно собирается занести на скользкую от дождя, снега или льда поверхность. Автомобиль с более коммуникативным рулевым управлением делает водителя более информированным, безопасным и уверенным в любых ситуациях.Однако хорошая новость заключается в том, что инженеры на протяжении многих лет потратили много времени и усилий на развитие рулевого управления с электроусилителем и создание сложных алгоритмов, которые точно воссоздают ощущение рулевого управления, утраченное после переключения с гидравлических блоков. Сегодня новейшие системы EPS, особенно от Porsche, Mazda и GM (на Chevy Corvette и Camaro, а также на автомобилях Cadillac), теперь кажутся интуитивно понятными. Они сообщают вам, что делают передние шины, так же точно, как и старые гидравлические системы рулевого управления, что является очень позитивным событием как для автомобилей, так и для их водителей.

Этот контент импортирован из {embed-name}. Вы можете найти тот же контент в другом формате или найти дополнительную информацию на их веб-сайте.

Этот хороший материал очистит ваши колеса

Meguiar’s DUB Очиститель колес

amazon.com

CarPro Iron X Очиститель колес

Щетка для обработки колес Takavu

Этот контент создается и поддерживается третьей стороной и импортируется на эту страницу, чтобы помочь пользователям указать свои адреса электронной почты.Вы можете найти больше информации об этом и подобном контенте на сайте piano.io.

Как это работает: Электроусилитель руля (EPS)

Электроусилитель руля (EPS) — еще один из тех новомодных гаджетов, который привлек плохую прессу. Но есть причина, по которой мировые производители автомобилей принимают его на вооружение — и все это связано с экономией топлива и сохранением истощающихся мировых запасов нефти.

EPS использует электродвигатель для помощи водителю транспортного средства, в отличие от традиционных систем, которые действуют на гидравлическое давление, создаваемое насосом, приводимым в действие двигателем транспортного средства.Этот насос работает постоянно, независимо от того, поворачивается ли руль или нет. Это постоянно увеличивает нагрузку на двигатель, отрицательно влияя на расход топлива автомобиля.

При переходе на электродвигатель нагрузка на двигатель снижается только до тех случаев, когда рулевое колесо поворачивается в ту или иную сторону, что обеспечивает лучшую экономию топлива. Нагрузка по-прежнему действует на двигатель, когда рулевое управление поворачивается за счет сопротивления, которое генератор переменного тока автомобиля накладывает на двигатель, когда требуется дополнительная электрическая нагрузка.Однако в совокупности это намного меньше лобового сопротивления, чем у старого гидравлического насоса.

Итак, как это работает?
Электродвигатель, который установлен либо на рулевой колонке, либо на рулевом механизме (в наши дни обычно это реечная шестерня), передает крутящий момент на рулевую колонку, помогая водителю повернуть рулевое колесо. Датчики обнаруживают положение рулевого колеса и любые действия водителя — тянущие за руль для изменения направления автомобиля.Модуль управления передает вспомогательный крутящий момент через электродвигатель. Если водитель просто держит колесо ровно в положении для движения по прямой, система не оказывает никакой помощи.

EPS не только дает преимущество в виде экономии топлива, но также имеет несколько других хитростей. Система EPS, управляемая электроникой и компьютером, может быть запрограммирована на множество различных атрибутов.

Инженеры теперь могут программировать переменную помощь в различных режимах. Например, на скорости парковки максимальная помощь облегчает маневрирование на парковке и выезде с нее, но на скоростях по шоссе помощь рулевого управления уменьшается для повышения устойчивости автомобиля.Благодаря небольшому сопротивлению, встроенному в рулевое управление на скоростях открытой дороги, автомобиль с меньшей вероятностью будет метаться из-за чрезмерной коррекции водителем.

Этот тип системы теперь можно запрограммировать для поддержки активных систем безопасности транспортного средства, таких как Lane Keep Assist (разные производители используют разные соглашения об именах), где камера или лазер распознают дорожную разметку, так что, когда транспортное средство смещается с Полоса движения активируется рулевое управление, чтобы вернуть автомобиль в полосу движения.

Теперь с EPS доступны и другие более тонкие функции.К ним относится контроль развала, чтобы удерживать автомобиль против развала без ведома водителя, поскольку рулевое колесо требует меньше усилий для удержания (против развала дороги). Также возможно гасить колебания, которые движутся вверх по рулевой колонке (вызванные неровностями и выбоинами), с небольшими изменениями усилия рулевого управления, необходимого для удержания рулевого колеса в прямом положении.

Некоторые водители утверждают, что электронный усилитель руля менее чувствителен, чем старые гидравлические системы.Это зависит от нескольких факторов. Основным из них является базовая настройка геометрии рулевого управления автомобиля (установка углов установки колес). Если базовые настройки неудовлетворительны, то программирование усилителя мощности для устранения этих недостатков будет затруднено, и в результате может возникнуть менее идеальное ощущение рулевого управления (то же самое можно сказать и о рулевом управлении с гидроусилителем).

Если базовая геометрия рулевого управления правильная, то величина усиления рулевого управления может быть бесступенчатой ​​и зависеть от скорости с автомобилями, которые могут парковаться самостоятельно.

Где это закончится? Беспилотный автомобиль!

Ну, это совпадение; Системы, внедряемые в современные транспортные средства, которые в конечном итоге приведут к появлению беспилотных автомобилей, — это средства автомобильных компаний, которые медленно готовят водителей к автоматизированным транспортным средствам будущего.

Электронный усилитель руля | 2012-08-15

Об авторе: Леон является одним из ведущих технических редакторов Mitchell 1. Он окончил Универсальный технический институт и ранее работал в компании Aamco Transmissions техником по обслуживанию мобильных устройств.Он имеет сертификат 609 и специализируется на автомобильной диагностике.

Поскольку кажется, что цены на газ никогда не снижаются до комфортных, важно, чтобы автомобили были максимально экономичными. Вот здесь и пригодится система электронного усилителя руля (EPS).

За счет исключения насоса гидроусилителя рулевого управления, который может использовать до 10 л.с. под нагрузкой, система EPS обеспечивает до 2% увеличения экономии топлива по сравнению с традиционной системой. Еще одно преимущество электрической системы рулевого управления состоит в том, что она исключает использование шлангов и жидкости, что устраняет утечки рулевого управления с усилителем, а также снижает вес.

Электронные системы рулевого управления с усилителем становятся широко популярными среди производителей автомобилей благодаря тому, что они обеспечивают более изысканное ощущение, которое можно регулировать по мере необходимости.

Система EPS состоит из четырех основных компонентов: модуля управления EPS, который собирает данные от компонентов EPS и отправляет необходимую информацию; двигатель EPS, его скорость и направление, контролируемые блоком управления EPS; редуктор, который подает усилитель на рулевую рейку в сборе; и датчик крутящего момента, который контролирует действия водителя и механическую мощность системы EPS.

EPS приводится в действие двигателем переменного тока с постоянными магнитами и не зависит от двигателя в качестве источника энергии, поэтому при выключенном двигателе это не влияет на ощущение рулевого управления. Сам датчик крутящего момента имеет две независимые катушки с проводом. Одна из катушек определяет, делается ли поворот вправо, другая катушка определяет, делается ли поворот влево. Затем сигнал отправляется из модуля EPS на соответствующую катушку, которая помогает автомобилю в управлении.

Как работает электронный усилитель руля

Гибридный тип рулевого управления с электронным усилителем существует уже некоторое время, но он включал использование электродвигателя для привода гидравлического насоса.

Новая версия EPS полностью электронная. Система работает, объединяя информацию с блоком управления EPS, двигателем EPS, редуктором и датчиком крутящего момента.

Система EPS работает с использованием вспомогательной шестерни, которая обеспечивает усиление за счет вращения ведущей шестерни. Редуктор запрессован в набор шлицев на валу ведущей шестерни и обеспечивает поддержку реечной передачи вместо того, чтобы нажимать на реечную передачу, как в гидравлической системе.

Сам рулевой механизм представляет собой ручную рейку с электродвигателем, установленным на рулевой колонке или рейке.Когда водитель поворачивает руль, датчик рулевого управления определяет положение и скорость вращения рулевого колеса. Эта информация вместе с входными данными от датчика крутящего момента, установленного на рулевом валу, отправляется в модуль управления усилителем рулевого управления. Система также использует другие входные данные от датчиков скорости автомобиля и системы контроля тяги, которые учитываются, чтобы определить, сколько требуется помощи при рулевом управлении. Затем модуль управления сообщает двигателю, чтобы он повернулся на требуемую величину.

К двигателю прикреплен датчик резольвера двигателя, который измеряет вращение двигателя и отправляет данные в модуль управления EPS.

Для разных поверхностей потребуется разное усилие рулевого управления. Например, транспортному средству, движущемуся по тротуару, потребуется гораздо меньше помощи при рулевом управлении, чем транспортному средству, движущемуся по песку или снегу. Благодаря тому, что система EPS работает с другими датчиками, она может намного легче обеспечить необходимую помощь для любого типа местности и скорости транспортного средства.

Режимы электроусилителя руля

• Нормальный режим — помощь влево и вправо обеспечивается в зависимости от входных сигналов и скорости автомобиля.Во время нормальной работы уровни мощности усилителя будут уменьшаться по мере увеличения скорости автомобиля.

• Ограничение поддержки — возникает, если есть проблема с информацией, возвращающейся к модулю управления EPS, перегрев модуля EPS или сбой в сети контроллера.

• Assist off — система отключается, если возникает проблема с одним из основных компонентов EPS.

[PAGEBREAK]

Советы по диагностике

Контрольная лампа рулевого управления загорается во время цикла проверки освещения и когда EPS находится в режиме отключения помощи.Контрольная лампа рулевого управления не загорается во время работы в режиме ограниченной помощи. Полностью повернув рулевое колесо в одну сторону, система EPS будет подавать максимальный ток на двигатель EPS.

Если затем удерживать рулевое колесо в этом положении в течение длительного периода времени, система перейдет в режим защиты, чтобы двигатель не перегрелся. Если это произойдет, система EPS ограничит ток, подаваемый на двигатель, и снизит уровень вспомогательной мощности.Если он обнаруживает высокую температуру системы, включается режим защиты от перегрузки. Если датчик или другой другой компонент в системе EPS выходит из строя, самодиагностика должна обнаружить неисправность, установить код и отключить вспомогательное питание. Хотя шланги и жидкость гидроусилителя рулевого управления были исключены, все еще будут другие детали, которые со временем выходят из строя. Большинство неисправностей системы вызывают проблемы, такие как:

• Усиленное рулевое управление: проверьте датчик крутящего момента, двигатель рулевого управления с усилителем, датчики скорости, ЭБУ усилителя рулевого управления и напряжение источника ЭБУ.

• Неравномерное рулевое управление справа и слева: проверьте калибровку датчика крутящего момента (встроенного в рулевую колонку), электродвигателя рулевого управления с усилителем, ЭБУ рулевого управления с усилителем или регулировку углов установки колес.

• Усилие рулевого управления не уменьшается во время движения: проверьте датчик крутящего момента, электродвигатель рулевого управления с усилителем, ЭБУ рулевого управления с усилителем.

• Стук при повороте рулевого колеса: промежуточный вал рулевого управления, шаровая опора.

• Шум или вибрация в рулевом колесе: проверьте гидроусилитель рулевого колеса, рулевую колонку.• Скрип — двигатель рулевого управления с гидроусилителем.

Проверка датчика крутящего момента

1. Измерьте сопротивление между клеммами 1 и 2 разъема датчика крутящего момента, а также 2 и 3.

2. При неисправности замените рулевой механизм и тягу.

• Нулевая точка датчика крутящего момента должна быть откалибрована всякий раз, когда вы снимаете и заменяете рулевую колонку в сборе (с датчиком крутящего момента), блок ЭБУ рулевого управления с усилителем, блок рулевого механизма рулевого управления, а также если чувствуется разница в усилии рулевого управления между правым и левым .

Проверить люфт, люфт рулевого колеса

1. Переместите рулевое колесо к валу в четырех направлениях под прямым углом, чтобы проверить люфт и люфт.
2. При обнаружении неисправности проверьте следующее и отремонтируйте или замените соответствующую деталь.

Усилие на рулевом колесе

Усилие рулевого управления также зависит от дорожных условий и типа поверхности, на которой находится транспортное средство.

1. Убедитесь, что размер укомплектованных шин и давление воздуха в шинах соответствуют указанным.
2. Поставьте автомобиль на твердую ровную поверхность и установите колеса прямо.
3. (Перед работой с системой подушек безопасности проверьте надлежащие процедуры). Снимите модуль подушки безопасности.
4. Запустить двигатель и дать ему поработать на холостом ходу.
5. Убедитесь, что сигнальная лампа EPS не горит.
6. Проверьте усилие на рулевом колесе с помощью динамометрического ключа. Если он превышает технические характеристики, отрегулируйте рулевой механизм и, при необходимости, навески.

Проверить вал рулевого управления

1.Осмотрите подшипник колонны на предмет чрезмерного люфта и повреждений.

2. Убедитесь, что размер рулевого вала соответствует спецификации. Если не в пределах спецификации, замените деталь рулевого вала.

Спецификация: 508,5 мм {20,02 дюйма}

3. Убедитесь, что рычаг наклона плавно перемещается из положения блокировки в положение разблокировки.

4. Убедитесь, что рулевой вал надежно зафиксирован, когда рычаг наклона заблокирован.

5. При неисправности заменить рулевой вал.

Проверить источник питания двигателя EPS на обрыв

1. Отсоедините положительный полюс аккумуляторной батареи.

2. Проверьте целостность цепи между клеммой модуля управления EPS и положительной клеммой аккумуляторной батареи.

3. Проверьте целостность.

Проверить, не вызвана ли неисправность плохим подключением модуля управления EPS

1. Выключите зажигание.

2. Проверьте соединение модуля управления EPS и жгута проводов.

3. Отсоедините разъем модуля управления EPS.

4. Проверьте, не вызвана ли неисправность изогнутым или плохо подсоединенным контактом разъема модуля управления EPS.

5. Исправны ли соединение и контакт разъема и жгута проводов?

[PAGEBREAK]

Пример EPS для конкретного автомобиля

Электронный усилитель руля (EPS): Toyota Yaris 2007 года выпуска. (Информация предоставлена ​​Toyota Motor Sales U.S.A. Inc.)

Toyota Yaris 2007 года выпуска оснащена системой электронного усилителя рулевого управления (EPS).Эта система создает крутящий момент рулевого управления (для усиления усилия рулевого управления с усилителем) за счет работы электродвигателя и редуктора, установленного на валу рулевой колонки.

ЭБУ рулевого управления с гидроусилителем определяет направление и величину усилителя в соответствии с сигналами скорости автомобиля и сигналами от датчика крутящего момента рулевого управления (датчик крутящего момента встроен в блок рулевой колонки). В результате усилие рулевого управления регулируется до незначительного уровня при движении на низкой скорости и умеренно высокого при движении на высокой скорости.Это позволяет водителю с меньшими усилиями при движении на низкой скорости без чрезмерно чувствительного усилителя рулевого управления на высоких скоростях.

ЭБУ рулевого управления с усилителем вычисляет вспомогательную мощность на основе сигналов крутящего момента рулевого управления от датчика крутящего момента и сигналов скорости автомобиля от ЭБУ системы противоскольжения. На автомобилях без АБС ЭБУ рулевого управления с усилителем получает сигналы скорости автомобиля от спидометра.

Датчик крутящего момента определяет усилие рулевого управления, возникающее при повороте рулевого колеса, и преобразует его в электрический сигнал.

Электродвигатель EPS приводится в действие током от ЭБУ рулевого управления с гидроусилителем и создает крутящий момент, помогающий усилию рулевого управления.

ЭБУ гидроусилителя рулевого управления расположен за приборной панелью над рулевой колонкой.

Узел двигателя рулевого управления расположен на переднем конце узла рулевой колонки.

Предохранитель EPS расположен в блоке реле в моторном отсеке.

Главный ЭБУ кузова расположен под приборной панелью в левом нижнем углу панели приборов.DLC3 расположен непосредственно под ЭБУ.

Меры предосторожности при обращении с пенополистиролом

Избегайте ударов по ЭБУ и реле. В случае падения или сильного удара замените его новыми деталями.

• Не подвергайте электронные компоненты воздействию высокой температуры или влажности.

• Не прикасайтесь к клеммам разъема, чтобы предотвратить деформацию клемм или повреждение статическим электричеством.

• После замены ЭБУ рулевого управления с усилителем на новый, выполните калибровку нулевой точки датчика крутящего момента.

• Избегайте ударов по рулевой колонке в сборе, особенно по двигателю и датчику крутящего момента. В случае падения или удара замените его новыми деталями.

• Не тяните за жгут проводов при перемещении рулевой колонки.

• После замены рулевой колонки выполните калибровку нулевой точки датчика крутящего момента после инициализации нулевой точки датчика крутящего момента.

ПРИМЕЧАНИЕ: При отсоединении разъемов, относящихся к электронной системе рулевого управления с усилителем, сначала отцентрируйте рулевое колесо, затем включите зажигание, затем выключите зажигание, затем отсоедините разъемы.Не включайте зажигание, если рулевое колесо не отцентрировано.

Если вышеуказанные операции не будут выполнены должным образом, центральная точка поворота (нулевая точка) будет отклоняться, что может привести к разнице в усилии поворота при повороте вправо и влево. Если имеется разница в усилии рулевого управления (влево / вправо), выполните калибровку нулевой точки датчика крутящего момента.

Меры предосторожности при обмене данными по CAN

Линии связи CAN используются для получения информации от ЭБУ системы противоскольжения (ЭБУ АБС) и ЕСМ, а также для передачи предупреждений на комбинированный счетчик.Если существует проблема в линиях связи CAN, выводятся коды DTC линии связи CAN.

Выполните поиск и устранение неисправностей линии связи при выводе кодов неисправности связи CAN.
Обязательно начинайте поиск и устранение неисправностей в системе электронного усилителя рулевого управления после того, как убедитесь, что система связи CAN в норме.

Калибровка нулевой точки датчика крутящего момента

С помощью интеллектуального тестера выполните калибровку нулевой точки датчика крутящего момента при возникновении любого из следующих условий:

• Узел рулевой колонки (содержащий датчик крутящего момента) был заменен.

• Заменен ЭБУ гидроусилителя рулевого управления.

• Заменено рулевое колесо.

• Заменен рулевой механизм в сборе.

• Существует разница в усилии рулевого управления при повороте вправо и влево.

Отцентрируйте рулевое колесо и выровняйте передние колеса прямо.

Подключите интеллектуальный тестер к DLC3.

Включите зажигание и включите тестер. Инициализируйте сигнал калибровки нулевой точки датчика крутящего момента и выполните калибровку нулевой точки, следуя подсказкам на экране тестера.

ПРИМЕЧАНИЕ: Не прикасайтесь к рулевому колесу во время процесса калибровки. Убедитесь, что коды DTC не выводятся после завершения калибровки нулевой точки.

Если выводится код DTC C1515 / 15, это означает, что регулировка нулевой точки датчика крутящего момента не была инициализирована. Если выводится код DTC 1516/16, это означает, что регулировка нулевой точки датчика крутящего момента не завершена. Если выводится код DTC C1534 / 34, это указывает на неисправность ЭБУ EPS.

ПРИМЕЧАНИЕ. Калибровка нулевой точки датчика крутящего момента выполняется автоматически, когда проверка в режиме тестирования проводится после замены ЭБУ рулевого управления с усилителем на новый ЭБУ.При использовании интеллектуального тестера подключите тестер к DLC3. Включите зажигание и войдите в тестовый режим, следуя подсказкам на экране тестера.

[PAGEBREAK]

Признаки проблемы

Признак: тяжелое рулевое управление

Предполагаемая зона: передние шины (неправильное накачивание и / или неравномерный износ), неправильная установка передних колес, изношенный нижний шаровой шарнир, узел рулевого механизма, двигатель рулевого управления с гидроусилителем, аккумулятор и система источника питания, напряжение источника питания ЭБУ рулевого управления с гидроусилителем или ЭБУ гидроусилителя руля.

Признак: усилие рулевого управления при повороте вправо и влево отличается

Предполагаемая зона: центральная точка рулевого управления (нулевая точка) не полностью зафиксирована, передние шины (неправильное накачивание или неравномерный износ), неправильная регулировка угла установки передних колес, изношенный нижний шаровой шарнир, узел рулевого механизма, датчик крутящего момента в рулевой колонке, узел рулевой колонки, усилитель мотор рулевого управления, ЭБУ гидроусилителя руля.

Sympto m: Во время движения усилие на рулевом колесе не изменяется в соответствии со скоростью автомобиля или рулевое колесо не возвращается должным образом.

Предполагаемая зона: нижняя шаровая опора, датчик скорости (с АБС), ЭБУ системы противоскольжения (ЭБУ АБС), комбинированный измеритель (без АБС), датчик крутящего момента в рулевой колонке, электродвигатель рулевого управления с усилителем, ЭБУ рулевого управления с усилителем, управление связью CAN система.

Признак: трение возникает при повороте рулевого колеса во время движения на малой скорости.

Предполагаемая зона: Электродвигатель рулевого управления с гидроусилителем, рулевая колонка в сборе.

Симптом: При медленном повороте рулевого колеса на остановленном автомобиле возникает пронзительный скрип.

Предполагаемая зона: Электродвигатель рулевого управления с усилителем.

Признак: рулевое колесо вибрирует и возникает шум при повороте рулевого колеса на остановленном автомобиле.

Предполагаемая зона: Электродвигатель рулевого управления с гидроусилителем, рулевая колонка в сборе.

Признак: предупреждение об усилителе рулевого управления (предупреждение P / S) всегда отображается на комбинированном индикаторе.

Предполагаемая зона: напряжение источника питания ЭБУ рулевого управления с гидроусилителем, комбинированный счетчик, ЭБУ рулевого управления с гидроусилителем.ПРИМЕЧАНИЕ. См. «Коды диагностики неисправностей» на стр. 17.

Отказоустойчивая работа
При возникновении проблемы в EPS загорается сигнальная лампа P / S на комбинированном измерителе, и, в зависимости от обнаруженной проблемы, ЭБУ EPS останавливается усилитель рулевого управления поддерживает постоянную мощность усилителя или уменьшает его, чтобы защитить систему.

Величина усилителя мощности может быть уменьшена, чтобы предотвратить перегрев электродвигателя EPS и ECU, если рулевое колесо постоянно поворачивается, когда транспортное средство либо остановлено, либо движется на низкой скорости, или если рулевое колесо удерживается в положении полной блокировки. положение на продолжительное время.В таких случаях мощность усилителя рулевого управления возвращается к норме, если рулевое колесо не поворачивается в течение примерно 10 минут при работающем двигателе на холостом ходу.

Неисправность: Датчик крутящего момента (DTC C1511 / 11, C1512 / 12, C1513 / 13 и C1514 / 14)

Отказоустойчивый: вспомогательная сила ограничена.

Неисправность: Датчик крутящего момента (DTC C1517 / 17)

Отказоустойчивый: усилитель остановлен.

Неисправность: Двигатель (DTC C1524 / 24)

Отказоустойчивый: усилитель остановлен.

Неисправность: ЭБУ усилителя рулевого управления (DTC C1531 / 31, C1532 / 32)

Отказоустойчивый: усилитель остановлен.

Неисправность: Датчик температуры в ЭБУ гидроусилителя рулевого управления (DTC C1533 / 33)

Отказоустойчивый: вспомогательная сила ограничена.

Неисправность: Неисправность EEPROM (DTC C1534 / 34)

Отказоустойчивый: вспомогательная сила ограничена.

Неисправность: Ошибка данных местоположения рулевого колеса (DTC C1535 / 35)

Отказоустойчивый: Ассистент питания остановлен.

Неисправность: Датчик скорости (DTC C1541 / 41, C1542 / 42)

Отказоустойчивость: мощность усилителя остается постоянной на скорости 43 миль в час.

[PAGEBREAK]

Неисправность: Ошибка напряжения источника питания IG (DTC C1551 / 51)

Отказоустойчивый: вспомогательная сила ограничена.

Неисправность: Ошибка напряжения источника питания PIG (DTC C1552 / 52)

Отказоустойчивый: вспомогательная сила ограничена.

Неисправность: Повышенное напряжение на выводах IG и PIG.

Отказоустойчивый: вспомогательная сила ограничена.

Неисправность: Реле источника питания (DTC C1554 / 54)

Отказоустойчивый: Ассистент питания остановлен.

Неисправность: Реле двигателя (DTC C1555 / 55)

Отказоустойчивый: Ассистент питания остановлен.

Неисправность: ошибка связи ЕСМ (DTC U0105)

Отказоустойчивость: мощность усилителя остается постоянной на скорости 43 миль в час.

Неисправность: Ошибка связи с ЭБУ АБС (DTC U0121)

Отказоустойчивость: мощность усилителя остается постоянной на скорости 43 миль в час.

Неисправность: Высокая температура в ЭБУ ЭБУ

Отказоустойчивый: вспомогательное усилие ограничено до тех пор, пока температура ЭБУ не станет нормальной.

Неисправность: Падение напряжения источника питания

Отказоустойчивый: вспомогательное усилие приостановлено до восстановления напряжения. ●

Диагностические коды неисправностей

DTC C1511 / 11

Элемент обнаружения: Неисправность датчика крутящего момента 1

Неисправности: Рулевая колонка (датчик крутящего момента), ЭБУ гидроусилителя

DTC C1512 / 12

Элемент обнаружения: Неисправность цепи датчика крутящего момента

Неисправности: Рулевая колонка (датчик крутящего момента), ЭБУ гидроусилителя руля

DTC C1513 / 13

Элемент обнаружения: Неисправность цепи датчика крутящего момента

Неисправности: Рулевая колонка (датчик крутящего момента), ЭБУ гидроусилителя

DTC C1514 / 14

Элемент обнаружения: Неисправность цепи источника питания датчика крутящего момента

Неисправности: Рулевая колонка (датчик крутящего момента), ЭБУ гидроусилителя руля

DTC C1515 / 15

Элемент обнаружения: Настройка нулевой точки датчика крутящего момента не инициализирована

Области неисправности: Калибровка нулевой точки датчика крутящего момента не выполнена; рулевая колонка в сборе.

DTC C1516 / 16

Элемент обнаружения: Настройка нулевой точки датчика крутящего момента не завершена

Области неисправности: Сбой калибровки нулевой точки датчика крутящего момента, рулевая колонка в сборе

DTC C1517 / 17

Элемент обнаружения: Неисправность удержания датчика крутящего момента

Неисправности: Рулевая колонка (датчик крутящего момента), ЭБУ гидроусилителя

DTC C1524 / 24

Элемент обнаружения: Неисправность цепи двигателя

Неисправности: Рулевая колонка в сборе, ЭБУ гидроусилителя

DTC C1531 / 31

Элемент обнаружения: Неисправность цепи ЭБУ EPS

Неисправности: ЭБУ гидроусилителя руля

[PAGEBREAK]

DTC C1532 / 32

Элемент обнаружения: Неисправность цепи ЭБУ EPS

Неисправности: ЭБУ гидроусилителя руля

DTC C1533 / 33

Элемент обнаружения: Неисправность цепи ЭБУ EPS

Неисправности: ЭБУ гидроусилителя руля

DTC C1534 / 34

Элемент обнаружения: Неисправность цепи ЭБУ EPS

Неисправности: ЭБУ гидроусилителя руля

DTC C1535 / 35

Элемент обнаружения: Ошибка данных местоположения рулевого колеса

Неисправности: ЭБУ гидроусилителя руля

DTC C1541 / 41 (без АБС)

Элемент обнаружения: Неисправность датчика скорости

Области неисправности: Датчик скорости, цепь датчика скорости, комбинированный счетчик, ЭБУ гидроусилителя руля

DTC C1542 / 42 (без АБС)

Элемент обнаружения: Неисправность датчика скорости

Области неисправности: Датчик скорости, цепь датчика скорости, комбинированный двигатель, ЭБУ гидроусилителя руля

DTC C1551 / 51

Элемент обнаружения: Неисправность цепи источника питания IG

Области неисправностей: Предохранитель ECU-IG, цепь источника питания IG, ECU гидроусилителя

DTC C1552 / 52

Элемент обнаружения: Цепь источника питания PIG

Области неисправности: Предохранитель EPS, цепь источника питания PIG, ЭБУ гидроусилителя руля

DTC C1553 / 53

Элемент обнаружения: При сбросе напряжения автомобиль движется

Области неисправности: Цепь источника питания IG и PIG, ЭБУ гидроусилителя руля

DTC C1554 / 54

Элемент обнаружения: Цепь реле EPS

Области неисправности: Предохранитель EPS, цепь источника питания PIG, ЭБУ гидроусилителя руля

DTC C1555 / 55

Элемент обнаружения: Цепь реле двигателя EPS

Неисправности: ЭБУ гидроусилителя руля

DTC C1571 / 71 (без АБС)

Элемент обнаружения: Неисправность датчика скорости (DTC режима проверки)

Области неисправности: Датчик скорости, цепь датчика скорости, комбинированный счетчик, ЭБУ гидроусилителя руля.В тестовом режиме это указывает на проверку скорости автомобиля. Код можно очистить, управляя автомобилем со скоростью 6 миль в час или более. Области неисправности могут включать датчик скорости, комбинированный прибор, ЭБУ рулевого управления с усилителем или жгут проводов и разъем

.

DTC C1581 / 81

Элемент обнаружения: Вспомогательная карта — снятие записи

Неисправности: ЭБУ гидроусилителя руля

DTC U0073

Элемент обнаружения: Коммуникационная шина модуля управления отключена

Области неисправности: Система связи CAN

DTC U0105

Элемент обнаружения: Потеряна связь с ECM

Области неисправности: Система связи CAN, ECM

DTC U0121 (с АБС)

Элемент обнаружения: Нарушение связи с модулем управления антиблокировочной тормозной системой (ABS)

Неисправности: Система связи CAN, ЭБУ АБС

[PAGEBREAK]

Список активных данных

Подключив интеллектуальный тестер к DLC3, включите зажигание и включите тестер.Управляйте интеллектуальным тестером в соответствии с подсказками на экране и выберите СПИСОК ДАННЫХ. Это позволяет вам сравнивать активные значения с эталонными значениями.

Позиция: TRQ1 (выходное значение датчика крутящего момента 1 … мин. 0 В, макс. 5 В)

Состояние проверки:

1. Руль не проворачивается (без груза). Контрольное значение от 2,3 до 2,7 В

2. Рулевое колесо повернуто вправо при остановленном автомобиле. Контрольное значение от 2,5 до 4,7 В

3.Рулевое колесо повернуто влево при остановленном автомобиле. Контрольное значение от 0,3 до 2,5 В

Позиция: TRQ2 (Выходное значение датчика крутящего момента 2 … мин. 0 В, макс. 5 В)

Состояние проверки:

1. Руль не проворачивается (без груза). Контрольное значение от 2,3 до 2,7 В

2. Рулевое колесо повернуто вправо при остановленном автомобиле. Контрольное значение от 2,5 до 4,7 В

3. Рулевое колесо повернуто влево при остановленном автомобиле. Контрольное значение 0.От 3 до 2,5 В

Параметр: TRQ3 (значение крутящего момента для вспомогательного управления …. мин. 0 В, макс. 5 В)

Состояние проверки:

1. Руль не проворачивается (без груза). Контрольное значение от 2,3 до 2,7 В

2. Рулевое колесо повернуто вправо при остановленном автомобиле. Контрольное значение от 2,5 до 4,7 В

3. Рулевое колесо повернуто влево при остановленном автомобиле. Контрольное значение от 0,3 до 2,5 В

Артикул: SPD (Скорость автомобиля от метра…мин. 0 миль / ч, макс. 158,8 миль / ч)

Состояние проверки:

1. Автомобиль остановился. Контрольное значение 0 миль / ч

2. Автомобиль движется с постоянной скоростью. Контрольное значение … без значительных колебаний

Позиция: ДВИГАТЕЛЬ ФАКТИЧЕСКИЙ (Ток двигателя … мин. — 128 A, макс. 127 A)

Элемент: КОМАНДНОЕ ЗНАЧЕНИЕ (Требуемый ток двигателя мин. — 128 A, макс. 127 A)

Элемент: THERMISTOR TEMP (мин. Температура подложки ЭБУ)- 122 град F, макс. 401 град. F)

Условия проверки: Зажигание включено

Позиция: ПИТАНИЕ (Напряжение источника питания для включения двигателя … мин. 0 В, макс. 25,5 В)

Состояние осмотра: ГУР в работе. Контрольное значение от 11 до 14 В

Позиция: IG SUPPLY (Напряжение источника питания ECU … мин. 0 В, макс. 25,5 В)

Условия проверки: Контрольное значение от 11 до 14 В

Элемент: TRQ1 ZERO VAL (значение нулевой точки датчика крутящего момента 1…мин. 0 В, макс. 5 В)

Состояние осмотра: Рулевое колесо не проворачивается (без нагрузки)

Эталонное значение от 2,3 до 2,7 В

Позиция: TRQ2 ZERO VAL (Значение нулевой точки датчика крутящего момента 2 … мин. 0 В, макс. 5 В)

Состояние осмотра: Рулевое колесо не проворачивается (без нагрузки)

Эталонное значение от 2,3 до 2,7 В

Элемент: TRQ3 ZERO VAL (Значение нулевой точки датчика крутящего момента для вспомогательного управления…. мин. 0 В, макс. 5 В)

Состояние осмотра: Рулевое колесо не проворачивается (без нагрузки)

Эталонное значение от 2,3 до 2,7 В

Позиция: КЛЕММА ДВИГАТЕЛЯ (+) (Напряжение на клемме двигателя M1 … мин. 0 В, макс. 25,5 В)

Состояние проверки:

1. Руль повернут вправо. Эталонное значение ниже 1 В

2. Руль повернут влево. Контрольное значение от 11 до 14 В

Элемент: MOTOR TERMINAL (-) (Напряжение на клемме M2 двигателя…мин. 0 В, макс. 25,5 В)

Состояние проверки:

1. Руль повернут вправо. Контрольное значение от 11 до 14 В

2. Руль повернут влево. Эталонное значение ниже 1 В

Артикул: MTR OVERHEAT

Запись непрерывного контроля предотвращения перегрева: REC / UNREC

Артикул: MTR LOW POWER

Запись падения напряжения источника питания PIG: REC / UNREC

Пункт: РЕЖИМ УПРАВЛЕНИЯ

Коды, указывающие время обнаружения DTC во время управления ЭБУ, отображаются в шестнадцатеричном формате

Элемент: ВРЕМЯ ВКЛЮЧЕНИЯ / ВЫКЛЮЧЕНИЯ IG

Количество включений зажигания после обнаружения кода неисправности: мин.0 раз, макс. 255 раз

Артикул: # КОД

Количество обнаруженных кодов неисправности при сохранении данных стоп-кадра: мин. 0 раз, макс. 255 раз

Артикул: ECU ID

Идентификационная информация ЭБУ

Элемент: СТАТИСТИКА ТЕСТОВОГО РЕЖИМА

Выбранный режим: нормальный режим / тестовый режим

Принципы работы систем EPS

До широкого использования гидроусилителя рулевого управления в автотранспортных средствах вождение требовало значительно больших физических усилий со стороны водителя.Это было связано с полностью механической системой рулевого управления, которая состояла из рулевого колеса, колонки, соединенной с промежуточным рулевым валом, и рулевой рейки, которая поворачивала колеса. Поворот автомобиля был полностью основан на человеческих усилиях. Ситуация изменилась в 1950-х годах, когда компания Chrysler представила автомобильному миру концепцию гидроусилителя рулевого управления под торговой маркой «hydraguide». Хотя до революционных датчиков рулевого управления и электроусилителя руля (EPS) еще остались десятилетия.

Недостатки гидроусилителя руля

Гидравлика легла в основу первых принципов рулевого управления с гидроусилителем, установив гидроцилиндр между колонкой и рулевой рейкой.Этот плунжер сдвигается влево или вправо в зависимости от положения регулирующего клапана, соединенного с рулевым валом. Давление создавалось насосом, приводимым в действие дополнительным ремнем двигателя. Несмотря на то, что гидроэнергетические системы являются неотъемлемой частью автомобильного сектора, они не являются самым экономичным методом увеличения усилия человека, выполняемого рулевым управлением.

Как работают системы EPS?

Системы

EPS обладают рядом преимуществ по сравнению как с чисто гидравлическими, так и с гибридными системами рулевого управления без вспомогательного усилителя.Вместо двигателя с приводом от двигателя в системах EPS используется электродвигатель с рядом датчиков рулевого управления для динамического рулевого управления без паразитной потери характеристик двигателя. Датчики рулевого управления в системе EPS определяют как положение, так и уровни крутящего момента, прикладываемого к колонке, когда водитель поворачивает колесо, и программное обеспечение преобразует эти сигналы в соответствующий выходной сигнал через двигатель. Это более динамичный и энергоэффективный метод вспомогательного рулевого управления.

Датчики рулевого управления, используемые в системах EPS

Три основных типа датчиков рулевого управления обеспечивают этот выдающийся уровень производительности: датчики положения рулевого управления, датчики крутящего момента рулевого управления и датчики рулевого управления, которые предлагают комбинацию обоих.

Двумя ключевыми входными данными водителя, которые отслеживают эти датчики рулевого управления, являются угол поворота рулевого колеса и величина усилия, прилагаемого к повороту. После оценки этих входных сигналов электроника двигателя алгоритмически генерирует ответный выходной сигнал, обеспечивая интуитивно отзывчивое вспомогательное рулевое управление. Широкий спектр этих интегрированных датчиков рулевого управления доступен для все более разнообразной глобальной автомобильной промышленности.

Датчики рулевого управления от TT Electronics

TT Electronics — мировой лидер в производстве и поставке датчиков рулевого управления для меняющегося рынка.Мы постоянно совершенствуем давно зарекомендовавшие себя системы, помогая инженерам разрабатывать более динамичные и эффективные автомобили, чем когда-либо прежде. Наш широкий ассортимент датчиков рулевого управления охватывает как магнитные, так и контактные технологии с углами поворота от 360 до 900 °. Каждый из них компактен, с ограниченным количеством проводов для поддержания малого форм-фактора, который оказался неотъемлемой частью успеха современных систем EPS.

Синфазные дроссели от TT Electronics идеально подходят для шумоподавления в автомобилях EPS

Если вы хотите узнать больше о нашем ассортименте датчиков рулевого управления или у вас есть вопросы об использовании наших продуктов в автомобилях, таких как электрические и гибридные электромобили (EV / HEV), дизельные и бензиновые автомобили, тяжелая промышленность и военные автомобили, просто свяжитесь с член команды сегодня.

Рулевое управление с электроусилителем — Lixin Automotive Электрика и электроника

Рулевое управление с электроусилителем — это система рулевого управления, обеспечивающая дополнительное усилие рулевого управления с помощью электродвигателя, прикрепленного к рулевому механизму. Это новейшая система рулевого управления без обычных деталей с гидроусилителем. EPS может оказать помощь в любое время, даже без запуска двигателя, когда аккумуляторная батарея более 10В.

Преимуществами EPS являются низкое энергопотребление двигателя, поскольку двигатель работает только тогда, когда активировано реальное рулевое управление; может быть легко интегрирован в другую систему контроля безопасности, такую ​​как контроль устойчивости, контроль тяги.EPS подходит для гибридных и электромобилей.

На рынке представлено 4 различных типа EPS:

1. Колонный тип, мотор которого крепится на рулевой колонке прямо под рулевым колесом
2. Тип Pinon, мотор располагается под универсальным шарниром и над рулевым колесом коробка, непосредственно управляющая валом рулевой шестерни;
3. Двойная шестерня, электродвигатель, установленный на рулевой рейке, и двигатель приводит в действие другую шестерню;
4. Параксиальный тип.Электродвигатель является частью рулевой рейки или отдельным двигателем, прикрепленным к рейке с помощью рециркулирующей шариковой передачи или зубчатого ремня для привода рейки. Система отличается высокой эффективностью и низким коэффициентом трения.

Тип колонны	Тип шестерни
Двойная шестерня	Параксиальный тип

1, Двигатель и система управления EPS может быть Двигатель обычный щеточный двигатель постоянного тока.Принцип действия двигателя постоянного тока такой же, как и у автомобильного стартера, однако внутренняя структура будет отличаться. У них есть щетки, коммутатор, ротор, катушки и магнитное поле. Мотор

EPS должен вращаться в двух направлениях, так как нам нужно поворачивать автомобили влево и вправо. Это легко сделать, просто измените полярность источника питания.

Цепь управления показана на левой принципиальной схеме. Четыре полевых МОП-транзистора управляют вращением двигателя. Входами ЭБУ являются датчик крутящего момента рулевого управления, датчик угла поворота рулевого колеса, датчик скорости автомобиля, а также напряжение аккумулятора и скорость рулевого управления.

Очень часто мы используем бесщеточные двигатели EPS. Разница в схеме подключения — 3 провода для бесщеточного двигателя и 2 провода для щеточного двигателя.

Нам нужно как минимум 6 полевых МОП-транзисторов для включения трех катушек в правильной последовательности.

Принцип работы бесщеточного двигателя можно увидеть в следующей анимации:

2, Датчик крутящего момента в EPS

В автомобилях мы используем торсион, установленный в середине рулевого управления колонка для обнаружения крутящего момента крутящего момента, который водитель прикладывает к системе рулевого управления.Датчик крутящего момента прикреплен к рулевой колонке рядом с торсионом для преобразования крутящего момента в электрический сигнал. ЭБУ EPS использует сигнал для расчета мощности, необходимой двигателю.

Существуют разные методы определения крутящего момента, однако датчики на эффекте Холла и магниторезистивные датчики являются двумя распространенными типами. Узел датчика состоит из многополюсного магнитного кольца, закрепленного в середине торсиона; статор, изготовленный из мягкого ферромагнитного материала, состоит из двух частей, одна из которых установлена ​​со стороны входа, а другая — со стороны выходного вала; Внешняя часть — это концентратор потока и датчик холла.Во время работы поворот входного и выходного валов рулевого управления обеспечивает изменение магнитного поля, которое прямо пропорционально угловому перемещению, и может быть преобразовано линейным датчиком эффекта Холла. Сигнал отправляется в ЭБУ для дальнейшей обработки для управления микросхемой трехфразового драйвера.

VW использует датчик магнитного резистора для определения крутящего момента на рулевой колонке. Рулевая колонка и рулевой механизм соединены между собой торсионным стержнем, который является обычным в конструкции рулевого управления автомобилей.Магнитный ротор прикреплен к рулевой колонке у основания, а датчик магнитного сопротивления прикреплен к стороне рулевого механизма. Магнитный ротор и датчик находятся в одной плоскости. Если водитель поворачивает рулевую колонку, рулевая колонка и рулевой механизм перемещаются друг относительно друга и выдают электрический сигнал. Выходное напряжение датчика следует синусоидальной и косинусоидальной кривой при вращении магнита. Выходной электрический сигнал обрабатывается ЭБУ с помощью функции обратной тангенсации.
Toyota использует другой подход для измерения крутящего момента рулевой колонки, который представляет собой датчик крутящего момента индукционного типа от гибридного автомобиля Prius модели 2004 года. Он отличается от первого поколения, в котором используются две сенсорные площадки, расположенные слева и справа от выходного вала, прикрепленного к торсиону, и они находятся прямо на верхней части двигателя EPS. На каждой подушечке есть два пальца. При повороте рулевой колонки пальцы подушки сжимаются, и выходное напряжение датчика изменяется соответствующим образом.ЭБУ получает напряжение для управления двигателем. Датчик крутящего момента второго поколения в Toyota Prius состоит из трех колец обнаружения и двух катушек. Кольцо обнаружения 1 и 2 соединяется с входным валом, а кольцо 3 соединяется с выходным валом. Катушка на входной стороне — это катушка коррекции и катушка обнаружения на выходном валу. Индукция катушки обнаружения изменяется из-за движения входного и выходного валов (зубцов), потому что между ними находится торсион. Индуктивность пропорциональна вращательному движению, следовательно, определяется крутящий момент, приложенный к рулевому валу.
3, Датчик угла поворота рулевого колеса

VW использует фотоэлектрический датчик луча для определения угла поворота. Датчик угла поворота рулевого колеса расположен под рулевым колесом за спиральной пружиной подушки безопасности. Датчик состоит из двух колец: абсолютного и инкрементного. Все они разделены на пять сегментов, каждый по 72 градуса. Одна пара электрофотографических лучей используется для считывания показаний кольца инкремента, а шесть пар фотоэлектрических датчиков используются для считывания показаний абсолютного кольца. Они могут определять угол поворота до 1044 градусов.

4, EPS Рулевой механизм

Существует два основных типа механизма зацепления рулевого управления: первый — шестерня для двигателя, установленная на рулевой колонке, вал-шестерня или как вторая шестерня, другой тип — это рециркуляционная шариковая передача для зубчатого ремня и параллаксиального двигателя. Шаровая передача с рециркуляцией — это система, в которой цепь с шариками возвращается через канал, встроенный в гайку рециркуляции шара.

5, пример EPS

6, видео на YouTube для EPS, который приводится в движение мотором на шестерне

YouTube Video